I tessuti del corpo umano sono composti da vari tipi cellulari, ognuno con specifiche caratteristiche.
Quando l'embrione durante lo sviluppo, raggiunge lo stadio di blastula, ogni sua cellula è detta totipotente perché è in grado di dare origine a uno qualsiasi dei 254 diversi tipi cellulari, dai quali deriveranno tutti i tessuti dell'adulto. Nelle successive fasi le cellule diventano (plu o) multipotenti. Proseguendo lo sviluppo queste diventano prima pluripotenti ed infine unipotenti, ossia cellule specializzate. Il passaggio da cellule pluripotenti a unipotenti non avviene per tutte le cellule durante lo sviluppo embrionale.
Le cellule totipotenti sono dette anche embrionali staminali ed indicate con la sigla ES.
Esse sono in grado di dare origine a tutti i tessuti dell'organismo umano.

I tessuti (adulti) fornitori di cellule staminali sono:

• midollo osseo
• sangue
• sistema nervoso
• muscolo
• tessuti del fegato

I tessuti fornitori di cellule staminali sono:

• sangue del cordone ombelicale
• embrioni alle prime fasi di sviluppo
• tessuti del feto

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• Processo di formazione delle ES
• Campi d'applicazione Es
• Applicazioni terapeutiche delle cellule staminali
• Problemi tecnici e rischi delle cellule staminali
• I rischi
• La ricerca

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Durante la formazione dell'embrione, dalla moltiplicazione della cellula totipotente capostipite si genera un gruppetto di cellule, che contiene numerose cellule ancora totipotenti che si localizzano prevalentemente nella blastocisti.
Con il procedere dello sviluppo embrionale, le cellule ES generano cellule progressivamente sempre più differenziate con caratteristiche e funzioni diverse.
In alcuni tipi cellulari permarranno alcune cellule (staminali) che non andranno mai incontro al processo di determinazione e differenziamento, mantenendo capacità di rinnovo di tipo embrionale.
Le cellule staminali adulte sono di difficile reperibilità, poiché numericamente molto scarse; inoltre non possono essere coltivate a lungo poiché dopo alcune divisioni cellulari, tendono a perdere le caratteristiche di pluripotenzialità.
Gli studi condotti negli ultimi tempi sulle cellule embrionali, hanno permesso di comprendere che queste possono essere utilizzate per ottenere farmaci e vaccini nuovi, cellule per trapianti e per la rigenerazione dei tessuti, tecniche di analisi per la prevenzione e la cura delle malattie genetiche.

Tecniche per la creazione di cellule staminali adulte

Utilizzando le cellule staminali, in futuro si potranno creare animali transegenici, portatori di organi compatibili con l'organismo umano da utilizzare per i trapianti.
La fabbricazione su larga scala di cellule di ogni tipo, consentirà anche la creazione di tessuti umani da utilizzare per valutare in provetta la tossicità di farmaci e composti diversi, eliminando così la sperimentazione sugli animali.
Si potranno sostituire cellule oppure tessuti danneggiati o non funzionanti per esempio nelle malformazioni congenite.
La terapia con cellule staminali totipotente, potrebbe essere impiegata nella cura dell'AIDS.
Per applicazioni precedentemente descritte le cellule staminali sono prelevate dagli embrioni o per esempio dal cordone ombelicale. Queste ultime possono essere fatte regredire in modo che mescolando ad altre, possono "specializzarsi" in un diverso tessuto.
Più si rimane vicini allo stadio embrionale, più elevata è la potenzialità delle cellule staminali.
Però esse si differenziano molto velocemente e ciò può rendere difficile il loro controllo.
I ricercatori stanno cercando di fare sviluppare in modo controllato, le cellule staminali che si trovano nel sangue placentare, per produrre anche cellule di tipo diverso da quelle del sangue.
Lo scopo finale a lungo termine delle ricerche sulle cellule staminali a fini terapeutici, sarebbe quello di riprogrammare cellule mature di individui adulti, così da riconvertirle al loro stato indifferenziato e poi a indurle a differenziarsi in un tipo specifico di tessuto, diverso da quello da cui la cellula faceva parte prima della riprogrammazione.

• Trapianto autologo di cellule staminali emopoietiche
• Trapianto allogenico di cellule staminali
• Trapianto allogenico di cellule staminali emopoietiche del cordone ombelicale
• Trapianto di cellule staminali cutanee: cellule staminali coltivate in vitro utilizzabili solo per pazienti con patologie cutanee gravi ed ustioni
• Colonizzazione organo: gli organi danneggiati sono colonizzati dalle cellule staminali per accelerare il processo di riparazione
• Malattie genetiche
• Autotrapianto: utilizzo del trapianto nucleare con cellule del paziente stesso evitando i problemi e i rischi di rigetto e di incompatibilità tessutale
• Terapia genica: con le tecniche d'Ingegneria genetica si può correggere l'effetto prodotto da geni difettosi infatti le cellule staminali tollerano meglio di altre cellule l'inserimento di geni dall'esterno. questa tecnica permette:
  • Correzione di difetti genetici nelle prime fasi di sviluppo embrionale;
  • Terapia delle malattie causate dall'alterazione del DNA mitocondriale.

L'impiego terapeutico di questi tipi cellulari è però ostacolato da due grandi difficoltà:

1. Dalla difficile reperibilità di cellule staminali nell'adulto e dal fatto che possono essere isolate solo da embrioni, con conseguenti problemi di natura etica.
2. incompatibilità immunologiche nei confronti di questi nuovi tessuti.

Questo secondo problema può essere risolto impiegando cellule staminali del paziente da curare, quando si riescono ad ottenere, oppure utilizzando le sue stesse cellule del cordone ombelicale, congelate alla nascita.

1. Quanto "normale" sia il tessuto che ne risulta in termini di velocità d'invecchiamento, di effetti da mutazioni dannose, di contaminazione di tessuti diversi, di tolleranza immunologica.
2. Se le cellule prodotte mediante trapianto nucleare da tessuti adulti, diano luogo rispettivamente ad uno spettro di tessuti differenziati molto ampio, rispetto a quello derivato dalle cellule staminali di un embrione prodotto dalla fusione di sperma e uova.
3. Se sia possibile generare il numero di cellule necessario per un impiego terapeutico.
4. Quanto e in che misura sia efficace l'incorporazione di tessuto sano, derivato da cellule staminali per riparare il tessuto danneggiato.
   

• rigetto immunitario
• rischio di formazione di tumori, provocati da cellule staminali che si sono differenziate in modo incompleto ed anomalo.

Tre sono gli ambiti privilegiati su cui si concentrano i lavori:

1. Cellule staminali somatiche adulte, fetali, abortive, embrionali di origine umana ed animale
2. Riprogrammazione genetica del nucleo di cellule somatiche per trasferimento nucleare
3. Modelli animali anche transgenici di patologie umane per lo studio in vitro e in vivo di cellule staminali